JP4323259B2 - Electrolyte analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、電解質分析装置に関し、より詳細には、例えば尿や血清等の試料中の電解質濃度を測定する電解質分析装置に関する。 The present invention relates to an electrolyte analyzer, and more particularly to an electrolyte analyzer that measures an electrolyte concentration in a sample such as urine or serum.
従来、例えば尿や血清等の試料中の電解質濃度(イオン濃度)を、イオン選択性電極を用いて測定する電解質分析装置、つまり、イオン選択性電極を用いた測定(以下、「ISE(Ion Selective Electrodes)測定」ともいう)原理を採用した電解質分析装置が知られている。 Conventionally, for example, an electrolyte analyzer for measuring an electrolyte concentration (ion concentration) in a sample such as urine or serum using an ion selective electrode, that is, measurement using an ion selective electrode (hereinafter referred to as “ISE (Ion Selective Electrolyte analyzers employing the principle of “Electrodes” (also known as “measurement”) are known.
このような電解質分析装置は、イオン選択性電極および比較電極を用いて、試料を希釈液で希釈して生成した試料溶液の起電力(イオン選択性電極での電位と比較電極での電位との電位差)を計測するとともに、標準液の起電力を計測し、これら試料溶液と標準液のそれぞれの計測データから試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度を測定するものである(例えば、特許文献1参照)。 Such an electrolyte analyzer uses an ion-selective electrode and a reference electrode, and the electromotive force (the potential of the ion-selective electrode and the potential of the reference electrode is generated by diluting the sample with a diluent. In addition to measuring the potential difference), the electromotive force of the standard solution is measured, and the electrolyte concentration of the component to be measured contained in the sample solution is measured from the measurement data of each of the sample solution and the standard solution (for example, patent document) 1).
上記電解質分析装置において、イオン選択性電極での電位は下記式で表される。
E=E0+(RT/nF)lna
ここで、Eはイオン選択性電極の電位、E0は標準電極電位、nは反応に関与するイオン価数、Fはファラデー定数、Rは気体定数、Tは絶対温度、aはイオン活量である。
In the electrolyte analyzer, the potential at the ion selective electrode is represented by the following formula.
E = E 0 + (RT / nF) lna
Where E is the potential of the ion selective electrode, E 0 is the standard electrode potential, n is the ionic valence involved in the reaction, F is the Faraday constant, R is the gas constant, T is the absolute temperature, and a is the ion activity. is there.
ところが、上記電解質分析装置における電解質濃度の測定では、上記式から明らかなように、絶対温度(T)が因子として含まれている。そのため、試料溶液と標準液との間に温度差があると、イオン選択性電極および比較電極を用いて計測した試料溶液の起電力と標準液の起電力との間には、かかる温度差の大きさが重畳して必要以上に大きな差が生じてしまい、試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度を正確に測定することができない、という問題があった。この問題について更に述べると、同一の試料から生成した試料溶液が複数あり、一方の試料溶液と標準液との間には温度差がなく、他方の試料溶液と標準液との間には温度差があった場合には、測定結果として得られた一方の試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度と、他方の試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度とは、全く異なったものになってしまう。 However, in the measurement of the electrolyte concentration in the electrolyte analyzer, the absolute temperature (T) is included as a factor, as is apparent from the above formula. Therefore, if there is a temperature difference between the sample solution and the standard solution, the temperature difference between the sample solution electromotive force measured using the ion selective electrode and the reference electrode and the standard solution electromotive force There is a problem that the size is superposed and a larger difference than necessary is generated, and the electrolyte concentration of the component to be measured contained in the sample solution cannot be accurately measured. To further describe this problem, there are multiple sample solutions generated from the same sample, there is no temperature difference between one sample solution and the standard solution, and there is a temperature difference between the other sample solution and the standard solution. If there is, the electrolyte concentration of the component to be measured contained in one sample solution obtained as a measurement result is completely different from the electrolyte concentration of the component to be measured contained in the other sample solution. End up.
そこで、かかる問題に対処すべく、従来の電解質分析装置では、試料溶液および標準液の温度を恒温化するための装置や、試料溶液および標準液の温度を例えばサーミスタ等で検出して、それぞれの検出温度から温度補正を行うための装置等を備えたものが提案されている。 Therefore, in order to cope with such a problem, in the conventional electrolyte analyzer, the temperature of the sample solution and the standard solution is constant, the temperature of the sample solution and the standard solution is detected by, for example, a thermistor, and the like. A device equipped with a device for performing temperature correction from the detected temperature has been proposed.
しかしながら、このような恒温化するための装置や、温度補正を行うための装置を備えることは、電解質分析装置全体の大型化を招来するだけでなく、試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度の測定を複雑化させることになり、好ましくはない。 However, providing such a device for constant temperature and a device for performing temperature correction not only leads to an increase in the size of the entire electrolyte analyzer, but also the electrolyte concentration of the component to be measured contained in the sample solution. This is not preferable because it complicates the measurement.
本発明は、上記実情に鑑みて、装置全体を大型化させることなく、試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度を正確、かつ容易に測定することができる電解質分析装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an electrolyte analyzer that can accurately and easily measure the electrolyte concentration of a component to be measured contained in a sample solution without increasing the size of the entire apparatus. And
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る電解質分析装置は、試料を希釈して試料溶液を生成するための希釈液を希釈用容器に供給する希釈液供給手段と、標準液を前記希釈用容器に供給する標準液供給手段と、イオン選択性電極を用いて前記試料溶液および前記標準液のそれぞれの起電力を計測することにより、前記試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度を測定する測定手段とを備えた電解質分析装置において、前記希釈液供給手段により供給される希釈液と、前記標準液供給手段により供給される標準液とを互いに熱交換させるための熱交換手段を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electrolyte analyzer according to claim 1 of the present invention comprises a diluent supply means for supplying a diluent for diluting a sample to produce a sample solution, and a standard solution. By measuring the electromotive force of each of the sample solution and the standard solution using a standard solution supply means for supplying the dilution solution to the dilution container and an ion-selective electrode. A heat exchanging means for exchanging heat between the diluent supplied by the diluent supply means and the standard solution supplied by the standard solution supply means in an electrolyte analyzer comprising a measuring means for measuring the concentration It is provided with.
また、本発明の請求項2に係る電解質分析装置は、上記請求項1において、前記希釈液供給手段による前記希釈液の供給と、前記標準液供給手段による前記標準液の供給とが交互に行われることを特徴とする。 The electrolyte analyzer according to claim 2 of the present invention is the electrolyte analyzer according to claim 1, wherein the dilution liquid supply by the dilution liquid supply means and the standard liquid supply by the standard liquid supply means are alternately performed. It is characterized by being.
本発明の請求項1に記載の発明によれば、熱交換手段が、希釈液供給手段により供給される希釈液と、標準液供給手段により供給される標準液とを互いに熱交換させるので、希釈液と標準液との温度がほぼ等しいものになり、両者の温度差を極めて零に近いものにすることができる。これにより、測定手段により測定される試料溶液と標準液との温度差が生じにくくなり、計測される起電力が試料溶液と標準液との温度差の影響を受ける虞れがない。従って、装置全体を大型化させることなく、試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度を正確、かつ容易に測定することができるという効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, the heat exchanging means exchanges heat between the diluent supplied by the diluent supplying means and the standard liquid supplied by the standard liquid supplying means. The temperatures of the liquid and the standard liquid are almost equal, and the temperature difference between the two can be made extremely close to zero. Thereby, the temperature difference between the sample solution and the standard solution measured by the measuring means is less likely to occur, and the measured electromotive force is not affected by the temperature difference between the sample solution and the standard solution. Therefore, it is possible to accurately and easily measure the electrolyte concentration of the component to be measured contained in the sample solution without increasing the size of the entire apparatus.
本発明の請求項2に記載の発明によれば、上記請求項1に記載の発明が奏する効果に加え、次のような効果を奏することができる。希釈液供給手段による希釈液の供給と、標準液供給手段による標準液の供給とが交互に行われるので、標準液が希釈用容器、測定手段の洗浄を兼ねることになる。そのため、洗浄に要する時間を設ける必要がなく、測定時間の短縮化を図ることができるという効果を奏する。 According to invention of Claim 2 of this invention, in addition to the effect which the invention of said Claim 1 show | plays, there can exist the following effects. Since the supply of the diluting solution by the diluting solution supply means and the supply of the standard solution by the standard solution supplying means are alternately performed, the standard solution also serves as the washing of the dilution container and the measuring means. Therefore, there is no need to provide time for cleaning, and the measurement time can be shortened.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る電解質分析装置の好適な実施例について詳細に説明する。尚、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of an electrolyte analyzer according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
図1は、本発明の実施例に係る電解質分析装置の構成を簡略的に示した説明図である。この図1において、電解質分析装置は、試料供給手段10と、希釈液供給手段20と、標準液供給手段30と、測定手段40と、熱交換器(熱交換手段)50とを備えて構成してある。 FIG. 1 is an explanatory diagram simply showing the configuration of an electrolyte analyzer according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the electrolyte analyzer comprises a sample supply means 10, a diluent supply means 20, a standard solution supply means 30, a measurement means 40, and a heat exchanger (heat exchange means) 50. It is.
試料供給手段10は、試料容器11と、試料分注ノズル12とを備えて構成してある。試料容器11には、例えば尿や血清等の試料が収容してある。試料分注ノズル12は、試料容器11から一定量だけ試料を分取して、希釈用容器60に分注するものである。
The sample supply means 10 includes a sample container 11 and a
希釈液供給手段20は、希釈液容器21と、希釈液分取器22とを備えて構成してある。希釈液容器21には、上記試料を希釈するための希釈液が収容してある。この希釈液が試料を例えば約30倍程度希釈することにより試料溶液が生成されることになる。
The diluent supply means 20 includes a
希釈液分取器22は、希釈液導入配管23を介して希釈液容器21に連設してあるとともに、希釈液供給配管24を介して希釈液注出ノズル25に連設してある。希釈液導入配管23は、希釈液容器21から希釈液分取器22まで希釈液を導くための管路である。希釈液供給配管24は、希釈液分取器22から希釈液注出ノズル25まで希釈液を供給するための管路である。この希釈液供給配管24には、所定の個所、すなわち希釈液注出ノズル25との連通個所に希釈液供給バルブ26が配設してある。希釈液注出ノズル25は、希釈液供給配管24からの希釈液を希釈用容器60に注出するためのものである。
The
この希釈液分取器22は、詳細は後述するが、希釈液導入配管23を通じて希釈液容器21から所定量だけ希釈液を分取し、希釈液供給配管24に送出するものである。
Although the details will be described later, the
標準液供給手段30は、標準液容器31と、標準液分取器32とを備えて構成してある。標準液容器31には、上記試料溶液の測定に用いるための標準液が収容してある。
The standard solution supply means 30 includes a
標準液分取器32は、標準液導入配管33を介して標準液容器31に連設してあるとともに、標準液供給配管34を介して標準液注出ノズル35に連設してある。標準液導入配管33は、標準液容器31から標準液分取器32まで標準液を導くための管路である。標準液供給配管34は、標準液分取器32から標準液注出ノズル35まで標準液を供給するための管路である。この標準液供給配管34には、所定の個所、すなわち標準液注出ノズル35との連通個所に標準液供給バルブ36が配設してある。標準液注出ノズル35は、標準液供給配管34からの標準液を希釈用容器60に注出するためのものである。
The
この標準液分取器32は、詳細は後述するが、標準液導入配管33を通じて標準液容器31から所定量だけ標準液を分取し、標準液供給配管34に送出するものである。
As will be described in detail later, the standard
測定手段40は、測定液供給配管41と、電極部42と、起電力計測部43と、測定部44とを備えて構成してある。測定液供給配管41は、その一端が希釈用容器60に連設してあり、その他端が廃液容器61に連設してある。この測定液供給配管41には、他端側の個所に測定液吸引部45が配設してある。測定液吸引部45は、希釈用容器60の内部にある測定液、すなわち試料溶液、あるいは標準液を吸引して、廃液容器61まで送出するためのものである。つまり、測定液供給配管41は、測定液吸引部45の作用により、希釈用容器60の内部にある測定液(試料溶液、標準液)を該希釈用容器60から廃液容器61まで導くための管路である。
The measurement means 40 includes a measurement
電極部42は、測定液供給配管41の所定の個所、すなわち測定液吸引部45の配設個所よりも上流側の個所に配設してある。この電極部42は、イオン選択性電極および比較電極(ともに図示せず)を備えている。イオン選択性電極は、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオン等の特定のイオンに感応して電位を示す電極である。これらイオン選択性電極および比較電極は、測定液供給配管41の電極部42の配設個所を通過する測定液(試料溶液、標準液)のそれぞれの電位を示すためのものである。より詳細に説明すると、イオン選択性電極および比較電極は、測定液供給配管41の電極部42の配設個所に測定液が通過する場合に、該電極部22に対して参照液(以下、REF液ともいう)が供給されることにより、通過する測定液のそれぞれの電位を示すためのものである。
The
起電力計測部43は、電極部42を通じて測定液供給配管41を通過する試料溶液および標準液のそれぞれの起電力を計測するものである。より詳細に説明すると、起電力計測部42は、測定液供給配管41を通過する試料溶液に対して、イオン選択性電極が示した電位と、比較電極が示した電位との電位差を計測するとともに、測定液供給配管41を通過する標準液に対して、イオン選択性電極が示した電位と、比較電極が示した電位との電位差を計測するものである。
The electromotive
測定部44は、起電力計測部42で計測した起電力に基づいて、測定液供給配管41を通過する試料溶液に含まれる被測定成分、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオン等の電解質濃度を測定するものである。
Based on the electromotive force measured by the electromotive
図2〜図3は、本発明の実施例に係る電解質分析装置を構成する熱交換器の一例を示したものであり、図2は平面断面図であり、図3は正面断面図である。以下にこれら図2および図3も用いて熱交換器50について説明する。熱交換器50は、上記希釈液供給配管24を通過する希釈液と、上記標準液供給配管34を通過する標準液とを互いに熱交換させるためのものである。より詳細に説明すると、熱交換器50は次のようなものである。熱交換器50は、熱交換器本体51と、希釈液通過部52と、標準液通過部53とを備えて構成してある。
2 to 3 show an example of a heat exchanger constituting the electrolyte analyzer according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan sectional view, and FIG. 3 is a front sectional view. The
熱交換器本体51は、例えばアルミニウム合金等から形成された筐体である。希釈液通過部52は、希釈液供給配管24を構成しており、熱交換器本体51の内部に配設してある。この希釈液通過部52は、例えばステンレス鋼等からなり、コイル状に巻回された形状を有している。標準液通過部53は、標準液供給配管34を構成しており、熱交換器本体51の内部に配設してある。この標準液通過部53は、例えばステンレス鋼等からなり、コイル状に巻回された形状を有している。
The
また、希釈液通過部52と標準液通過部53とは、該希釈液通過部52の内部にある希釈液と、該標準液通過部53の内部にある標準液とが熱的に接続した状態になる態様で配設してある。つまり、希釈液通過部52の一部と、標準液通過部53の一部とが接触した状態で配設してある。
Further, the dilution
以下に、上記電解質分析装置による試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度の測定について説明する。尚、以下においては、説明の便宜上、希釈液供給バルブ26および標準液供給バルブ36は、ともに閉状態になっている。また、初期状態として、希釈液は、希釈液供給配管24に送出されて滞留しており、標準液は、標準液供給配管34に送出されて滞留している。
Hereinafter, measurement of the electrolyte concentration of the component to be measured contained in the sample solution by the electrolyte analyzer will be described. In the following, for convenience of explanation, both the
上記電解質分析装置においては、希釈液供給配管24に滞留する希釈液と、標準液供給配管34に滞留する標準液とは、熱交換器本体51(熱交換器50)の内部において希釈液通過部52および標準液通過部53を通じて互いに熱的に接続しているために、熱交換を行う。その結果、希釈液供給配管24に滞留する希釈液と、標準液供給配管34に滞留する標準液とは、互いの温度がほぼ等しいものになり、希釈液と標準液との温度差が極めて零に近くなる。
In the electrolyte analyzer, the diluent that stays in the
そして、希釈液供給バルブ26を開状態にして、開通状態になった希釈液供給配管24に滞留する希釈液を、希釈液注出ノズル25を通じて希釈用容器60に注出する。
Then, the
その後、試料容器11に収容された試料を、試料分注ノズル12で一定量だけ分取し、この分取した一定量の試料を希釈液が注出された希釈用容器60に分注する。これにより、希釈用容器60では、試料が希釈液によって例えば30倍程度希釈されて、図示しない撹拌機構によって均一に混合させることにより試料溶液が生成する。
Thereafter, the sample accommodated in the sample container 11 is dispensed by a certain amount by the
希釈用容器60で生成した試料溶液を、測定液吸引部45を作動させて吸引する。これにより、試料溶液は、測定液として測定液供給配管41を通過することになる。試料溶液が測定液供給配管41の電極部42(イオン選択性電極および比較電極)の配設個所を通過する場合に、起電力計測部43がイオン選択性電極および比較電極を通じて試料溶液の起電力を計測する。つまり、起電力計測部43は、測定液供給配管41の電極部42の配設個所を通過する試料溶液に対して、イオン選択性電極が示した電位と、比較電極が示した電位との電位差を計測する。その後、試料溶液は、廃液容器61まで導かれて廃棄されることになる。
The sample solution generated in the
次に、標準液供給バルブ36を開状態にして、開通状態になった標準液供給配管34に滞留する標準液を、標準液注出ノズル35を通じて希釈用容器60に注出する。
Next, the standard
希釈用容器60に注出された標準液を、測定液吸引部45を作動させて吸引する。これにより、標準液は、測定液として測定液供給配管41を通過することになる。標準液が測定液供給配管41の電極部42(イオン選択性電極および比較電極)の配設個所を通過する場合に、起電力計測部43がイオン選択性電極および比較電極を通じて標準液の起電力を計測する。つまり、起電力計測部43は、測定液供給配管41の電極部42の配設個所を通過する標準液に対して、イオン選択性電極が示した電位と、比較電極が示した電位との電位差を計測する。その後、標準液は、廃液容器61まで導かれて廃棄されることになる。
The standard solution poured into the
測定部44は、電極部42および起電力計測部43を通じて計測した試料溶液の起電力および標準液の起電力に基づいて、試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度を測定する。これにより、上記電解質分析装置による試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度の測定は終了する。
The measuring
以上説明したように、本発明の実施例に係る電解質分析装置によれば、熱交換器50が、希釈液供給配管24に滞留する希釈液と、標準液供給配管34に滞留する標準液とを、互いに熱交換させるので、両者の温度がほぼ等しいものになり、両者の温度差を極めて零に近いものにすることができる。これにより、測定手段40により測定液として測定される試料溶液と標準液との温度差が生じにくくなり、電極部42および起電力計測部43で計測される起電力が試料溶液と標準液との温度差の影響を受ける虞れがない。従って、試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度を正確、かつ容易に測定することができる。
As described above, according to the electrolyte analyzer according to the embodiment of the present invention, the
上記電解質分析装置によれば、熱交換器50を希釈液供給配管24および標準液供給配管34に配設しただけなので、従来のように試料溶液および標準液の温度を恒温化するための装置や、試料溶液および標準液の温度を検出して、それぞれの検出温度から温度補正を行うための装置等を配設する必要がなく、装置全体を大型化させることがない。また、装置全体に要するコストを低減させることもできる。
According to the above-described electrolyte analyzer, the
また、上記電解質分析装置においては、希釈液を希釈用容器60に供給して試料溶液を生成し、この試料溶液の起電力を計測した後に、標準液を希釈用容器60に供給して、この標準液の起電力を計測するので、つまり、希釈液の供給と標準液の供給とが交互に行われるので、標準液が希釈用容器60、測定液供給配管41および電極部42の洗浄を兼ねることになる。そのため、洗浄に要する時間を設ける必要がなく、測定時間の短縮化を図ることができる。
In the above electrolyte analyzer, a dilution solution is supplied to the
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、熱交換器の熱交換器本体の内部には、伝熱効果の高い伝熱媒体を封入しても良い。また、希釈液通過部と、標準液通過部とは、その一部が接しているだけでなく、全長にわたって接していても良い。これにより、希釈液と標準液との熱交換率を十分に高くすることができる。更に、希釈液供給配管の全体を希釈液通過部とし、標準液供給配管の全体を標準液通過部としても良い。これによっても、希釈液と標準液との熱交換率を十分に高くすることができ、しかも、希釈液および標準液とも熱交換後の温度を保持しやすくなる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, a heat transfer medium having a high heat transfer effect may be enclosed in the heat exchanger body of the heat exchanger. Moreover, the dilution liquid passage part and the standard liquid passage part may be in contact with each other over the entire length as well as a part thereof. Thereby, the heat exchange rate between the diluted solution and the standard solution can be sufficiently increased. Furthermore, the whole diluent supply pipe may be used as a diluent passage, and the whole standard solution supply pipe may be used as a standard solution passage. Also by this, the heat exchange rate between the diluted solution and the standard solution can be made sufficiently high, and the diluted solution and the standard solution can easily maintain the temperature after the heat exchange.
以上のように、本発明に係る電解質分析装置は、例えば尿や血清等の試料中の電解質濃度を測定に有用である。 As described above, the electrolyte analyzer according to the present invention is useful for measuring the electrolyte concentration in a sample such as urine or serum.
10 試料供給手段
11 試料容器
12 試料分注ノズル
20 希釈液供給手段
21 希釈液容器
22 希釈液分取器
23 希釈液導入配管
24 希釈液供給配管
25 希釈液注出ノズル
26 希釈液供給バルブ
30 標準液供給手段
31 標準液容器
32 標準液分取器
33 標準液導入配管
34 標準液供給配管
35 標準液注出ノズル
36 標準液供給バルブ
40 測定手段
41 測定液供給配管
42 電極部
43 起電力計測部
44 測定部
45 測定液吸引部
50 熱交換器
51 熱交換器本体
52 希釈液通過部
53 標準液通過部
60 希釈用容器
61 廃液容器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
標準液を前記希釈用容器に供給する標準液供給手段と、
イオン選択性電極を用いて前記試料溶液および前記標準液のそれぞれの起電力を計測することにより、前記試料溶液に含まれる被測定成分の電解質濃度を測定する測定手段と
を備えた電解質分析装置において、
前記希釈液供給手段により供給される希釈液と、前記標準液供給手段により供給される標準液とを互いに熱交換させるための熱交換手段を備えたことを特徴とする電解質分析装置。 A diluent supply means for supplying a diluent for diluting the sample to produce a sample solution to the dilution container;
A standard solution supply means for supplying a standard solution to the dilution container;
In an electrolyte analyzer comprising: a measuring means for measuring an electrolyte concentration of a component to be measured contained in the sample solution by measuring each electromotive force of the sample solution and the standard solution using an ion selective electrode. ,
An electrolyte analyzer comprising heat exchange means for exchanging heat between the diluent supplied by the diluent supply means and the standard solution supplied by the standard solution supply means.
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